物理选修31 传感器及其工作原理课文内容课件ppt

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第一节 传感器及其工作原理第六章 传感器一 、传感器简介 传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等________，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等_______，或转换为电路的通断。 1、什么是传感器非电学量电学量2、分类 它一般可分为光敏、热敏、声音（话筒）、力学、电磁、生物等 类元件。 光敏电阻实物图1、光敏电阻二、制作传感器的常用元器件光敏电阻对光敏感。当改变光照强度时，电阻的大小也随着改变。一般随着光照强度的增大电阻值______。（2）材料：制作光敏电阻的材料一般为半导体。如：硫化镉减小（3）半导体的导电原理：半导体靠其中的________（自由电子和空穴）来导电载流子光敏电阻能够把光照强弱这个___________转换为电阻这个电学量光学量（1）特性：请同学们思考,光敏电阻可以用在哪些地方?2、热敏电阻热敏电阻的阻值会随着温度的升高而_____，具有负温度系数热敏电阻R-T关系示意图 （1）材料：半导体减小（2）特性：请同学们思考,热敏电阻可以用在哪些地方?3、金属热电阻（2）特性：金属热电阻的阻值会随着温度的升高而______，具有正温度系数（1）材料：金属热电阻是用金属做成的金属热电阻R-T关系示意图热敏电阻和金属热电阻能够把 _____这个热学量转换成为电阻这个电学量增大温度4、电容式位移传感器电容式位移传感器能够把物体_____这个力学量转换为_____这个电学量位移电容5、霍尔元件（1）材料：半导体 如：砷化铟（2）工作原理图（3）霍尔电压:K为比例系数，称为霍尔系数其大小与元件的材料有关。一个霍尔元件的d、k为定值，再保持I恒定，则UH 的变化就与B成正比。因此霍尔元件又称磁敏元件。霍尔元件能够把___________这个磁学量转换为____这个电学量磁感应强度电压三、例题例1、 有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件分别接入如图所示电路中A、B两点后，用黑纸包住元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法正确的是（ ）A.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻B.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻C.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻D.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻AC例2：如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（ ）A.　I 变大，U 变大 B.　I 变小，U 变小 C.　I 变小，U 变大 D.　I 变大，U 变小 B 四、练习： 1、传感器能感受一些_______量，并把它们按一定的规律转化为______量，就可以方便的测量、传输、处理、控制。2、常见的将光学信号转化为电信号的传感元件是_________,当光照射它时，它的导电性能______。3、霍尔元件能转换哪两个量 （ ）A.把温度这个热学量转换为电阻这个电学量B.把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量C.把力换为电压这个电学量D.把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量非电学电学光敏电阻增加B4、火灾报警器使用的是（ ）A.光传感器 B.温度传感器 C.红外线传感器 D.超声波传感器5、如图所示是测定位移X 的电容式传感器，其工作原理是哪个量的变化造成其电容的变化（ ）A.电介质进入极板的长度 B.两极板间距离C.两极板正对面积D.极板所带电量BA1、传感器的概念：五、小结：2、传感器的工作原理：3、敏感元件：（1）光敏电阻 （光电传感器）（2）热敏电阻和热电阻 （ 温度传感器）（3）电容式传感器 （位移传感器）（4）霍尔元件 （磁传感器）非电学量敏感元件转换器件转换电路电学量传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。